(57)【要約】【課題】プラズマ・チャンバに用いられる高周波接地棒において、アーク放電の発生を防ぎ、高周波接地棒の寿命を長くする。損傷した場合でも、交換を容易にして、費用を抑え、ヒータの寿命を長くし、設備の使用可能時間を増加させる。【解決手段】  プラズマ・チャンバのＲＦメッシュに電気接続される接触頭部１３１、および導電層１４０により被覆された棒本体１３２を有してなる。導電路を形成するように、棒本体１３２の一端が接触頭部１３１に接続され、他端がプラズマ・チャンバの接地基部に電気接続される。このように構成された高周波接地棒は、アーク放電の可能性が減少したことによって、損傷しにくくなり、ウェハーの製造コストが減少する。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ・チャンバに用いられる高周波接地棒であって、
前記プラズマ・チャンバのＲＦメッシュに電気接続される接触頭部、および
導電層により被覆された棒本体、
を有してなり、導電路を形成するように、前記棒本体の一端が前記接触頭部に接続され、他端が前記プラズマ・チャンバの接地基部に電気接続されている高周波接地棒。
【請求項２】
前記棒本体が、棒の上側、棒の下側および前記棒の上側と前記棒の下側とを連結する連結手段を有してなることを特徴とする請求項１記載の高周波接地棒。
【請求項３】
前記連結手段が、金属の半田付けにより形成されることを特徴とする請求項２記載の高周波接地棒。
【請求項４】
前記金属が、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウムまたはそれらの合金からなる群より選択されることを特徴とする請求項３記載の高周波接地棒。
【請求項５】
前記連結手段が、ネジ部分とナット部分との係合であることを特徴とする請求項２記載の高周波接地棒。
【請求項６】
前記導電層が、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウムまたはそれらの合金から製造されていることを特徴とする請求項１記載の高周波接地棒。
【請求項７】
前記導電層の厚さが３ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の高周波接地棒。
【請求項８】
前記棒の下側が、幅の広い上部および幅の狭い下部を有してなることを特徴とする請求項１記載の高周波接地棒。
【請求項９】
前記プラズマ・チャンバのヒータ内に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の高周波接地棒。
【請求項１０】
前記プラズマ・チャンバが化学蒸着のために用いられることを特徴とする請求項１記載の高周波接地棒。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、高周波（ＲＦ）接地棒、より詳しくは、プラズマ・プロセス・チャンバに用いられるＲＦ接地棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマが、半導体産業におけるウェハーの製造に一般に用いられている。例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）や、物理蒸着（ＰＶＤ）や、エッチングの全てでプラズマが使用される。プラズマは、分子のイオン化によって生成したイオン化ガスおよび高エネルギー電子を含有し、したがって、イオン衝撃または吸着がウェハーの表面で生じて、エッチングや蒸着が行われる。プラズマは、プロセスの反応を促進し、要求されるプロセス温度を低下させるが、電荷が蓄積し、時々アーク放電を誘発することがある。
【０００３】
したがって、半導体プロセス・チャンバの構成部材、特に、ウェハーを担持するための台には通常、接地デバイスが備え付けられている。絶縁化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバを、説明のために以下に例示する。
【０００４】
絶縁体成膜は、半導体プロセスにおいて重要であり、層間絶縁膜（ＩＭＤ）、外部の水分と金属イオンによってデバイスの回路が影響を受けるのを防ぐためのパッシベーション層、またはリソグラフィーにおける光反射を防ぐための反射防止絶縁膜（ＤＡＲＣ）を形成することができる。図１は、プロセス・チャンバ１１、高周波（ＲＦ）発生器１８、ＲＦ整合ボックス１９およびＲＦ整合回路１９’を備えた絶縁体成膜システム１を示している。プロセス・チャンバ１１は、絶縁体成膜を行うように構成されており、ヒータ１７および陽極板１４を備えている。ヒータ１７は、ウェハー１６を担持し、プロセス温度にするように加熱するために用いられる。ヒータ１７内のＲＦメッシュ１０とＲＦ接地棒１３、および陽極板１４は、プラズマ１５を発生するように導電路として接続されている。ＲＦ発生器１８、ＲＦ整合ボックス１９およびＲＦ整合回路１９’は、プラズマを発生するためのＲＦパワーを、絶縁体成膜のためにプロセス・チャンバ１１に安定に供給するようにＲＦシステムを形成する。ヒータ１７のウェハー１６を担持する（接触した）表面はセラミック表面（図示せず）であり、ＲＦメッシュ１０が、セラミック表面の下に配置され、ＲＦ接地棒１３の頂部に接続されている。一方で、ＲＦ接地棒１３の底部は接地されている。ウェハー１６の表面に絶縁体を成膜するためにウェハー１６をプロセス温度（プロセスにより異なり、通常は２００℃より高い）に加熱するために、ヒータ１７にヒータ抵抗器（図示せず）が設けられている。
【０００５】
図２は、ＲＦ接地棒１３の適用を示すためのヒータ１７の底部の断面図である。ヒータ１７の端部が、突出したスプリング１３０によって、ＲＦ接地棒１３の端部を、それらの間に電気接続が確立されるように点接触様式で固定している。しかしながら、突出したスプリング１３０は通常、長時間に亘り高温の環境に露出される。その結果、ＲＦ接地棒１３の端部に押し付けられる突出したスプリング１３０の弾性力が弱まる。またこの弾性力により、疲労が生じ、それらの間の接触抵抗の増加を誘発するかもしれない。接触抵抗が高くなる結果、ＲＦパワーがそこを通るときに、アーク放電が生じることがある。入力の反射パワーが増加して、製造加工工程が不安定になるだけでなく、ＲＦ接地棒１３の端部が酸化する。したがって、アーク放電のために抵抗が高まることにより、アーク放電が繰り返し発生する可能性が増す。そのような悪循環によって、ウェハーの歩留まり率がひどい影響を受け、設備を修理のために停止させなければならなくなる。
【０００６】
さらに、ＲＦ接地棒１３が損傷したら、ＲＦ接地棒１３、さらにはヒータ１７全体を交換しなければならない。それゆえ、ヒータ１７の寿命は短くなり、設備の使用可能時間が減少してしまう。したがって、ウェハーの製造コストが増加するであろう。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案の課題は、ＲＦ接地棒、より詳しくは、プラズマ・チャンバに適用されるＲＦ接地棒を提供することにある。このＲＦ接地棒は、アーク放電の可能性を減少するように導電効率を増加させられる。ＲＦ接地棒は、損傷した場合、磨き直した後に再利用できる。したがって、製造コストを著しく減少させることができ、設備の使用可能時間を増加させることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を達成するために、半導体設備のプラズマ・チャンバに使用されるＲＦ接地棒を、本考案にしたがって開示する。ＲＦ接地棒は、接触頭部および棒本体からなる。接触頭部は、プラズマ・チャンバのＲＦメッシュに電気接続されている。棒本体は、金、銀、ニッケル、アルミニウムまたは銅の導電層により被覆されている。その一端は、接触頭部に連結され、他端は、プラズマ・チャンバの接地基部に電気接続され、導電路が形成される。
【０００９】
本考案の実施の形態によれば、棒本体は、棒の上側、棒の下側および棒の下側と上側を連結する連結手段から構成される。この連結手段は、金、銀、ニッケル、アルミニウム、銅またはそれらの合金の半田付けによって形成されても、ネジ部分とナット部分の係合の形態にあってもよい。
【００１０】
本考案による設計に鑑みて、棒本体の損傷した部分、例えば、棒の下側は、交換でき、次いで、ＲＦ接地棒全体を導電層を被覆して、電気的接地効果を増加させる。したがって、ＲＦ接地棒全体やヒータ全体を交換する必要がなく、よって、製造費用が減少し、プロセスの設備の使用可能時間が増加する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１１】
本考案のＲＦ接地棒を、本考案の特徴を明白に示すように、以下の添付の図面を参照して説明する。
【００１２】
図３は、本考案によるＲＦ接地棒の適用を示している。図３に示した構造は、説明を容易にするために、実際の実施したものを上下反対にしたものである。ＲＦ接地棒１３’が、プラズマ・チャンバ、例えば、この実施の形態においてはプラズマ助長化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）のためのチャンバのヒータ１７に適用されている。２つのヒータ棒１２およびＲＦ接地棒１３’が、ヒータ１７の底部から突出している。図４ａは、ＲＦ接地棒１３’の構造を示し、図４ｂは図４ａの線１−１に沿った断面図である。ＲＦ接地棒１３’は、棒本体１３２および棒本体１３２の頂部に連結された接触頭部１３１からなる。接触頭部１３１は、ＲＦメッシュ１０に電気接続されるように用いられており、プラズマにより生成される電荷を接地するために高い導電性および高温耐久性を必要としている。接触頭部１３１は、ニッケル合金またはアルミニウム合金から製造することができる。棒本体１３２の下側部分は、電気的接地のために接地基部（図示せず）に電荷をさらに導くように突出したスプリング１３０によって締め付けられている。棒本体１３２は、ニッケル合金、銅合金またはアルミニウム合金から製造されており、金、銀、ニッケル、アルミニウムまたは銅から製造された導電層１４０により被覆されている。導電層１４０の厚さは、３ｍｍ未満である。その結果、棒本体１３２と突出したスプリング１３０との間の導電性は増加し、よって、それらの間の接触が劣ることによるアーク放電の可能性を著しく減少させることができる。
【００１３】
図５に示すように、ＲＦ接地棒１３’は、異なる直径の棒の上側１３３および棒の下側１３４からなっていてよく、棒の下側１３４の直径は、棒の上側１３３の直径よりも０．１〜４ｍｍ小さく、よって、棒の下側１３４はヒータ１７から容易に突出できる。
【００１４】
図６に示すように、公知のＲＦ接地棒１３にアーク放電が生じる場合、アーク放電によって損傷した部分、すなわち、この実施の形態においては棒の下側１３４に相当する部分を切除することができ、次いで、新たな棒の下側１３４として、導電金属棒を棒の上側１３３の底部に半田付けし、その結果、連結手段１３５がその間に形成される。導電金属棒は、金、銀、銅またはそれらの合金から製造することができ、棒の上側１３３と棒の下側１３４との間の連結手段１３５は、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウムまたはそれらの合金の半田付けによって形成することができる。続いて、棒の上側１３３、連結手段および棒の下側１３４を含む棒全体を、本考案の実施の形態のＲＦ接地棒１３’を形成するように、金属、例えば、金、銀または銅により被覆する。
【００１５】
図７ａは、本考案の別の実施の形態によるＲＦ接地棒を示し、図７ｂは図７ａの線２−２に沿った断面図である。半田付けを使用すること以外に、連結手段１３５は、棒の上側１３３および棒の下側１３４を連結するためのネジ部分およびナット部分１３９の係合であって差し支えない。例えば、棒の上側１３３の下端にはネジ部分が設けられ、棒の下側１３４の上端には、係合のための対応するナット部分が設けられている。さらに、導電性を増加させるように、接触界面の周囲に沿って、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウムまたはそれらの合金を半田付けすることによって、半田付けブロック１３８を形成しても差し支えない。この実施の形態において、棒の下側１３４は、ネジ部分とナット部分１３９を収容するための広い上部および突出したスプリング１３０によって締め付けられるための直径が変わらない狭い下部を含む構造となるように設計されている。
【００１６】
上述したように、ヒータ１７の下部から突出した公知のＲＦ接地棒１３の部分は、突出したスプリング１３０と接触しており、突出したスプリング１３０の疲労のために、時折、アーク放電がその上で生じる。したがって、ＲＦ接地棒１３は、しばしば、交換する必要がある。連結手段１３５の設計によって、ＲＦ接地棒１３の下部がアーク放電により損傷を受けた場合、ＲＦ接地棒１３、またはヒータ１７全体さえも、交換する必要がない。代わりに、損傷した部分は、新しい部分と直接交換し、導電層１４０で被覆することができる。その結果、費用を大幅に減少させることができ、プロセスの設備の使用可能時間を増加させることができる。
【００１７】
本考案の適用は、先に例示したＰＥＣＶＤプロセス・チャンバに制限されず、他の半導体プロセス設備、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤまたはエッチングのチャンバに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】公知の絶縁体成膜システムの概略図
【図２】図１に示したヒータの底部の断面図
【図３】本考案によるＲＦ接地棒の適用を示す斜視図
【図４】本考案によるＲＦ接地棒の第１の実施の形態を示す斜視図および線１−１に沿った断面図
【図５】本考案によるＲＦ接地棒の第２の実施の形態を示す斜視図
【図６】本考案によるＲＦ接地棒の第３の実施の形態を示す斜視図
【図７】本考案によるＲＦ接地棒の第４の実施の形態を示す斜視図および断面図
【符号の説明】
【００１９】
１    絶縁体成膜システム
１１    プロセス・チャンバ
１２    ヒータ棒
１３，１３’    接地棒
１４    陽極板
１６    ウェハー
１７    ヒータ
１３１    接触頭部
１３２    棒本体
１４０    導電層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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